Obiettivi Formativi

Principali obiettivi del corso: - far acquisire conoscenze teoriche e pratiche riguardo le procedure utilizzate nel Laboratorio di Virologia Molecolare - descrivere le tecniche usate comunemente nei laboratori di diagnostica molecolare virologica. In particolare saranno dettagliati i principi, le applicazioni, i vantaggi ed i limiti di ciascuna tecnica. - fornire nozioni necessarie alla: 1. comprensione della struttura, del ciclo vitale dei virus e della loro evoluzione 2. comprensione dei meccanismi della risposta immune dell’ospite alle infezioni virali 3. comprensione della patogenesi delle infezioni virali - Comprendere il ruolo dell’interazione tra assetto genetico individuale e fattori ambientali nello sviluppo delle patologie multifattoriali; conoscere i biomarcatori molecolari delle patologie multifattoriali più rilevanti e la loro utilità per screening preventivi, diagnosi, monitoraggio della terapia, e prognosi; apprendere e saper utilizzare le principali tecniche di routine per la diagnostica molecolare.

Learning Goals

The main objective of the course in “Molecular Diagnostic in Virology” is  - to make the student familiar to the procedures used in a Laboratory of Molecular Virology  - to describe the techniques commonly used in diagnostics and molecular virology laboratories and the underlying principles and applications, advantages and limitations of each technique.  - to provide knowledge necessary to:  1) understand the structure and life cycle of viruses as well as viral evolution  2) understand the mechanisms of host immune responses to viral infections  3) understand the pathogenesis of viral infections  - Understanding the role of the interplay between individual genetic background and environmental factors in the development of multifactorial disorders, knowing the molecular biomarkers of the most relevant multifactorial disorders and their usefulness for preventive screening, diagnosis, therapy monitoring and prognosis; learning the basic principles and applications of innovative techniques for molecular diagnostics.

Prerequisiti

Buone conoscenze di biologia molecolare, fisiologia, patologia generale, biochimica

Prerequisites

Knowledge of molecular biology, physiology, general pathology, biochemistry

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: A000420 - MOLECULAR BIOMARKERS OF MULTIFACTORIAL DISORDERS ------------------------------------------------------------ Marcatori molecolari di disordini multifattoriali Diagnostica molecolare: le scienze omiche. Third generation sequencing Strategie di identificazione dei marcatori molecolari, predittivi, diagnostici e prognostici per le patologie: cardiometaboliche, osteoporosi, tumori solidi ed ematologici, da ipersensibilità, neurodegenerative da stress proteolitico, disordini autoimmuni. Nutrigenomica e Nutrigenetica. Farmacogenetica Trascrittomica mediante NGS. Diagnostica basata sull’analisi delle modificazioni epigenetiche: analisi dello stato di metilazione, miRNoma. Diagnostica basata su approcci di Proteomica. Diagnostica basata su approcci di Metabolomica e Interattomica. Diagnostica basata su approcci di Lipidomica Attività pratica di laboratorio Procedure pre-analitiche (manipolazione campioni biologici: accettazione, centrifugazione, preparazione e conservazione aliquote di lavoro) Dosaggio analiti sierici con tecnica ELISA Isolamento DNA genomico da campioni salivari Elettroforesi del DNA genomico Quantificazione del DNA genomico Quantificazione assoluta e screening di polimorfismi genici mediante Real-time PCR ​​​​​​​ ------------------------------------------------------------ Modulo: A000421 - MOLECULAR DIAGNOSTICS IN VIROLOGY ------------------------------------------------------------ Tecniche Virologiche: Tecniche diagnostiche basate sulle colture cellulari e tissutali: Colture cellular e virali convenzionali Effetti citopatici Percentuali di crescita Quantificazione attraversop plaque-forming units e TCID50 Ibridizzazione in situ Analisi fenotipica delle varianti virali Tecniche molecolari: Struttura degli acidi nucleici e processamento dei campioni virali Tecniche di PCR utilizzate in virologia: Droplet digital PCR, Nested PCR, Multiplex PCR Controlli PCR Test per valutar la carica virale Nucleic acid tests (NAT)​​​​​​​ Identificazione virale e genotyping attraverso Sanger sequencing eNext generation sequencing Test di resistenza agli Agenti Antivirali ad Azione Diretta Virtual Phenotype Resistance Assay Diagnostica Virologica: Tipo di campione biologico per la rilevazione virologica, strumenti per la raccolta ed il trasporto dei campioni, comparazione tra gli assay utilizzati per la diagnosi delle infezioni virali, linee guida e standards per i test di virologia molecolare. Patogenesi virale: vie d’ingresso replicazione virale, tropismo virale and e diffusione ai siti di diffusione nell’ambiente Generalità sulle specie virali d’interesse bio-medico Virus respiratori Virus Epatitici Viruses responsabili di sindromi multiple Virus opportunistici associate ad immunosuppressione Retrovirus Umani Virus Oncogenetici Virus Zoonotici Arbovirus Marcatori molecolari di disordini multifattoriali Diagnostica molecolare: le scienze omiche. Third generation sequencing Strategie di identificazione dei marcatori molecolari, predittivi, diagnostici e prognostici per le patologie: cardiometaboliche, osteoporosi, tumori solidi ed ematologici, da ipersensibilità, neurodegenerative da stress proteolitico, disordini autoimmuni. Nutrigenomica e Nutrigenetica. Farmacogenetica Trascrittomica mediante NGS. Diagnostica basata sull’analisi delle modificazioni epigenetiche: analisi dello stato di metilazione, miRNoma. Diagnostica basata su approcci di Proteomica. Diagnostica basata su approcci di Metabolomica e Interattomica. Diagnostica basata su approcci di Lipidomica Attività pratica di laboratorio • Procedure pre-analitiche (manipolazione campioni biologici: accettazione, centrifugazione, preparazione e conservazione aliquote di lavoro) • Dosaggio analiti sierici con tecnica ELISA • Isolamento DNA genomico da campioni salivari • Elettroforesi del DNA genomico • Quantificazione del DNA genomico •Quantificazione assoluta e screening di polimorfismi genici mediante Real-time PCR ​​​​​​​

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: A000420 - MOLECULAR BIOMARKERS OF MULTIFACTORIAL DISORDERS ------------------------------------------------------------ Molecular Biomarkers of multifactorial disorders • Molecular diagnostics: the omic sciences. • Third generation sequencing. • Strategies for identifying molecular, predictive, diagnostic and prognostic markers for pathologies: cardiometabolic, osteoporosis, solid and hematological tumors, hypersensitivity, neurodegenerative from proteolytic stress, autoimmune disorders. • Nutrigenetics. • Pharmacogenetics. • Transcriptomics through NGS. • Diagnostics based on the analysis of epigenetic modifications: analysis of DNA global and site-specific methylation status, miRNome. • Diagnostics based on Proteomics. • Diagnostics based on Metabolomics and Interactomics. • Diagnostics based on Lipidomics. Training laboratory activities • Pre-analytical procedures (handling of biological samples: acceptance, centrifugation, preparation and conservation of working rates) • Genomic DNA isolation from salivary samples • Electrophoresis of genomic DNA • Quantification of genomic DNA • Absolute quantification and screening of gene polymorphisms by Real-time PCR ------------------------------------------------------------ Modulo: A000421 - MOLECULAR DIAGNOSTICS IN VIROLOGY ------------------------------------------------------------ Virology Techniques: Culture and tissue-based Diagnostic Techniques Conventional viral culture and cell lines Cytopathic effect Viral growth rates Quantification by plaque-forming units and TCID50 In situ Hybridization Phenotypic analysis of viral variant Molecular Techniques: application in virology Importance of nucleic acid structure and viral sample processing PCR variants used for virology: Droplet digital PCR, Nested PCR, Multiplex PCR PCR controls Viral load testing Nucleic acid tests (NAT) Virus identification and genotyping by Sanger sequencing and Next generation sequencing Direct-acting antiviral agents resistance testing Virtual Phenotype Resistance Assay Diagnostic virology: Specimen Type for virus detection, sample collection devices and transport, comparison of assay used for diagnosis of viral infection, guidelines and standards for molecular virology testing. Viral pathogenesis: implantation of virus at the portal of entry, local replication, spread to target organs and spread to sites of shedding of virus into the environment. Hints of viral species of biomedical interest: Respiratory viruses Gastrointestinal and fecal-oral hepatitis viruses Viruses that can cause multiple syndromes Opportunistic viruses associated with immunosuppression Human Retroviruses Oncogenic viruses Zoonotic viruses Arboviruses Molecular Biomarkers of multifactorial disorders • Molecular diagnostics: the omic sciences. • Third generation sequencing. • Strategies for identifying molecular, predictive, diagnostic and prognostic markers for pathologies: cardiometabolic, osteoporosis, solid and hematological tumors, hypersensitivity, neurodegenerative from proteolytic stress, autoimmune disorders. • Nutrigenetics. • Pharmacogenetics. • Transcriptomics through NGS. • Diagnostics based on the analysis of epigenetic modifications: analysis of DNA global and site-specific methylation status, miRNome. • Diagnostics based on Proteomics. • Diagnostics based on Metabolomics and Interactomics. • Diagnostics based on Lipidomics. Training laboratory activities • Pre-analytical procedures (handling of biological samples: acceptance, centrifugation, preparation and conservation of working rates) • Genomic DNA isolation from salivary samples • Electrophoresis of genomic DNA • Quantification of genomic DNA • Absolute quantification and screening of gene polymorphisms by Real-time PCR